滤波与正交基分解在磁性目标检测中的应用

通过对磁性目标磁异常信号时域和频域特性的分析可知,磁异常信号属于低频信号,且在实际磁异常探测中磁性目标信号被噪声淹没,信噪比较低。针对这种情况提出了基于低通滤波与正交基分解的检测方法,先分析数字滤波器特性,设计约束最小二乘FIR滤波器滤除高频噪声,再利用正交基分解检测算法,大幅提升了磁性目标信号的信噪比,从而实现了磁性目标检测。仿真试验表明,该方法可滤除高频噪声,提升信噪比,增强对磁性目标的检测能力     

基于小波基函数选取与改进阈值函数的脉冲星信号去噪算法研究

在利用小波变换对脉冲星信号进行消噪时,小波基、分解层的选取以及阈值函数的构建很大程度上决定了脉冲星导航的准确性。首先研究了小波基与小波分解系数之间的从属关系,进而根据小波分解系数与原始信号的互相关大小来筛选合理的小波基和分解层。在对小波分解系数的研究中发现,噪声形成的小波系数随着分解层的增加而减小,考虑到这个特点,构建了一个基于分解层的阈值函数。实验结果表明,相比于传统小波域消噪方法,所提方法不仅能够准确地筛选出最优小波基和最佳分解层,而且利用所构建的阈值函数进行消噪可以明显改善去噪后脉冲星信号的信噪比、峰值信噪比以及峰位误差,为脉冲星信号消噪提供了新思路。     

小波消噪方法在目标磁信号检测中的应用

磁信号检测中,针对含噪磁信号信噪比较低的问题,应用小波消噪方法对其消噪处理,滤除磁噪声,提高信号的信噪比。先构建磁性目标偶极子模型,仿真得到磁性目标含噪磁异常信号,再应用sym8小波进行5层分解,使用heursure软阈值法对含噪信号进行消噪,仿真试验表明该方法具有一定的工程应用价值。     

一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量方法

随着磁场模拟技术的发展,多种磁源能够对目标磁场进行精细化的模拟,传统的磁场判定方法难以对其相似情况进行度量.针对此问题,提出了一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量特征值.根据磁场曲线的特点,首先改进了Fréchet方法中离散点间的距离评价指标,并提出了能够度量横坐标相似情况且消除目标速度不同的影响的参数,然后得到磁场相似性度量特征值,最后通过实例验证了其可行性.相对于传统方法,该特征值能够对更加相近的磁场曲线的相似情况进行评价.     

基于正交基分解算法的航空磁探方法

航空磁探中,将潜艇目标以磁偶极子模型代替。针对目标信号信噪比较低的情况,利用正交基分解检测算法,大幅提高了水中磁性目标信号的信噪比,有效地检测到磁性目标。采用双L型航空磁探方法,确定磁性目标的运动位置、航向和航速。仿真试验表明,该方法具有一定的工程应用价值。     

基于多尺度线调频基信号稀疏分解的 信号分离和瞬时频率估计

提出了一种基于多尺度线调频基信号稀疏分解的多分量多项式相位信号分离和瞬时频率估计方法.该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量多项式相位信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的基函数中寻找出使分解信号能量最大的基元函数组合,逐次获得信号包含的能量最大的多项式相位信号分量,从而实现多分量多项式相位信号的分离,而从基元函数连接形成的频率曲线则可获得多项式相位信号分量瞬时频率的估计.仿真信号分析表明,本文方法能在信噪比较低情况下有效分离多分量多项式相位信号中包含的多项式相位信号分量,准确地估计其瞬时频率.     

THz-TDS信号的相似性度量及其应用

太赫兹(Terahertz, 简称THz)波段位于微波和红外线之间,属于远红外线和亚毫米波范畴。太赫兹时域光谱(Terahertz time domain spectroscopy,简称THz-TDS)信号脉冲具有宽频带特性,其中蕴含了丰富的信息,但同时也给THz-TDS信号的分析和处理带来了困难。太赫兹时域光谱信号的处理和分析还处于起步阶段。基于几何代数理论,本文首先将在频率域上的THz-TDS信号表达为高维实矢量空间中的矢量,并对这些矢量使用几何代数中的超复数来进行描述。针对THz-TDS信号的特点,本文引入矢量外积定义了THz信号矢量的相似性函数,以此来度量THz信号的差异。同时本文还使用几何代数语言定义了矢量间的欧几里德距离,并且分别推导欧氏距离和相似性函数的具体计算方法。最后,本文具体地将这两种度量应用于THz-TDS信号的分类和辨识中,并和传统的欧氏距离进行了对比实验。本文给出的实验验证了这两种度量的可行性和有效性,并且表明本文提出的相似性函数相比于欧氏距离具有更好的抗干扰能力;特别的,在待辨识的物质种类较多和信号集波形出现混杂的情况下,本文提出的信号矢量间相似性函数能更好地度量THz信号之间的差异。      

用余弦调制PR—FIR方法构造正交小波基

离散小波变换将离散时间信号分解为一系列不同分辨率下的离散近似信号和离散细节．紧支的正交规范小波与完全重构正交镜象滤波器（PR-QMF)相对应。本文在“二带”正交小波基的构造条件下．利用余弦调制完全重构滤波器组的方法．实现了正交小波基的构造，计算模拟表明该方法非常简单、有效。     

低信噪比下快速多目标分辨与参数估计方法研究

本文首先分析了基于离散多项式变换(Discrete Polynomial-Phase Transform,DPT)参数估计的原理,并提出将DPT应用于多目标分辨中,更针对DPT处理在低信噪比情况下会失效的缺点,提出将DPT与对称相关函数法结合起来,即先用对称相关函数法对原信号进行预处理,得到预处理信号以提高信噪比,然后再对信号进行离散多项式变换估计信号参数.仿真结果说明利用这种算法,可以在低信噪比下快速、有效的分辨出多个目标.     

基于小波阈值法的激光雷达回波信号去噪研究

为了对激光雷达探测回波信号去噪进行研究，基于小波阈值法分析了激光雷达发射和探测回波信号，创建了基于MATLAB仿真平台的模型, 研究了阈值法中选择各参量的策略，结合激光雷达信号和噪声特性，选取了去噪处理中的最佳参量，并进行了4种阈值策略的仿真实验，实现了对探测回波信号中目标信号的有效提取和去噪。结果表明，对于低信噪比信号，同一基函数分解层越高去噪效果越好，在分解层数j为4~5时去噪效果最好; 对于高信噪比信号，同一基函数分解层越低去噪效果越好，在j=3时去噪效果最好，并且信号db9基函数去噪效果好于db2基函数去噪效果。此研究获得了较为理想的去噪结果。     

一种度量图像相似性和计算图编辑距离的新方法

 由于在图编辑距离(GED)的计算中合理地为编辑操作定义代价函数相当困难,因此本文提出一种基于图结构的独立于代价函数定义的GED计算方法.它利用边缘方向直方图刻画图的结构,通过计算边缘方向直方图之间的距离来判断图的相异性,从而无需再定义代价函数.Earth Mover’s Distance(EMD)可以准确地计算直方图之间的距离,而且对于图在平面内的旋转所引起的直方图变化具有鲁棒性.为此,本文采用边缘方向直方图之间的EMD计算图编辑距离.将图像用图来表示,利用这种新的图编辑距离度量图像之间的相似性.实验结果表明本文提出的方法可以简单而有效地对图像进行聚类和分类,与基于谱序列计算图编辑距离的方法相比,可以更好地刻画图的结构差异.     

基于最优小波基函数的语音增强研究

小波分析具有时频局部化和多分辨率特性,而小波包分析是在小波分析的基础上对信号高频部分的更精细地分解,选取合适的小波基一直是小波包去噪分析中的关键问题。将熵函数作为选取最优小波基的评价标准,通过计算语音信号小波包分解系数的熵值来确定合适的分解方式,同时采用小波包阈值去噪算法对三种小波基进行小波包去噪仿真实验,并进行对比分析。仿真实验表明,两种熵函数选取的最优小波基都能较好地消除强噪声背景下的噪声,得到信噪比较高的语音信号。     

基于本征正交分解基的实时波前重构方法

气动光学畸变波前可近似表示为低阶本征正交分解(POD)基与时间系数的相乘叠加形式。当本征正交分解基已知时,如何实时获取各阶时间系数则是能否对波前进行有效低阶近似重构的关键。从波前低阶近似表达式出发建立了时间系数、基函数的空间导数与探测光束偏折角所满足的线性方程组,通过求解该方程组得到系列低阶时间系数。对实验测量的畸变波前时间序列的分析表明,该方法求解的时间系数和直接波前本征正交分解分析得到的时间系数能够较好地吻合,并且与基函数的组合也能较好地重构出波前。由于只需测量波面上稀疏布局的探测光束的偏折角,并且求解的方程组包含方程数量少,因此该系数获取方法更具有实时性,从而实现对高频变化的气动光学畸变波前的实时重构。     

纹理图像检索的不同相似性度量方法的比较研究

图像特征和相似性度量方法的选取是基于内容图像检索的一个关键环节。针对该问题，提出一种基于整数小波包分解的纹理特征检索方法。通过连接小波包分解后各尺度内和尺度闯不同频带的小波系数，提取标准方差和均值信息描述纹理。此外，对8种相似性度量方法进行了分析和比较。通过对纹理库的检索实验表明，与传统的距离测度相比，Canberra和Bray—Curtis距离测度能有效地提高图像的检索性能。     

小波包分复用系统子载波的构造及调制实现

小波包分复用(WPDM)系统中作为子载波的小波包基函数必须是连续解析的,但实际中很难得到,通常需要对其进行逼近.通过滤波器系数采用迭代卷积的方法来对小波包基函数进行离散逼近,构造出的子载波满足小波包基函数的正交性.同时用此方法实现了多载波调制,并将该系统与正交频分复用(OFDM)系统在多径时延信道下进行了比较.仿真结果表明,WPDM系统在抑制ISI和ICI方面以及对定时偏差的影响上更具优势.     

用余弦调制PR－FIR方法构造正交小波基

离散小波变换将离散时间信号分解为一系列不同分辨率下的离散近似信号和离散细节，紧支的正交规范小波与完全重构正交镜象滤波器（ＰＲ－ＱＭＦ）相对应。本文在“二带”正交小波基的构造条件下，利用余弦调制完全重构滤波器组的方法，实现了正交小波基的构造，计算模拟表明该方法非常简单、有效。     

小波分析在1/f噪声分析中的应用

提出一种基于正交基展开方法的脉冲响应辨识方法--正交尺度变换法.这种方法以正交尺度函数展开的形式表示脉冲响应函数,对信号进行正交尺度变换,并使用最小二乘类参数辨识方法估计参数.这里提出的方法只需辨识g(t)在最大的尺度下的正交小波变换系数,使得辨识的计算量大大减少.仿真结果表明,在辨识所用的数据长度相同的前提下,该辨识方法不仅具有高精度,而且具有强跟踪参数变化能力.     

基于TLS的正交小波变换红外图像去噪

提出了一种基于总体最小二乘的正交小波变换红外图像去噪算法。对红外图像进行离散正交小波变换,分别对各个分解层的高频子带,通过总体最小二乘算法估计小波系数,获得各个高频子带信号的估计系数,然后通过正交小波反变换得到去噪图像。仿真结果表明,该红外图像去噪算法能有效去除加性红外图像噪声,在信噪比、直方图匹配等方面都有较大改善,并获得了良好的主观视觉效果。     

小波变换实现混沌雷达高精度泄漏检测研究

利用超宽带电混沌信号的强抗干扰性和随机性,通过分析超宽带混沌信号和经管道反射后雷达回波信号的互相关函数以及峰值信噪比,对管道泄漏点进行定位。在接收端,通过对雷达回波信号的小波阈值去噪和数据分析,探究小波基sym4 在3、4、5层小波分解之后的去噪效果,有效提高泄漏的检测精度。结果表明:小波基sym4,在加入5 dB高斯白噪声情况下,互相关系数方法中,采用4层分解的硬阈值法可以取得最佳去噪效果;小波基sym4,在加入5 dB高斯白噪声情况下,峰值比信噪比方法中,采用5层分解的硬阈值法可以取得最佳去噪效果,从而实现高精度泄漏检测。     

组合正交基字典稀疏分解快速匹配追踪算法

组合正交基字典稀疏分解通过正交基的级联来构造完备字典,实现稀疏分解。针对稀疏分解的常见算法计算复杂度高的问题,提出一种快速匹配追踪算法。该算法首先求出并存储正交基向量之间的内积,然后根据向量正交基展开系数为其与正交基向量内积的性质将内积运算转化为代数运算,得到一种快速匹配追踪算法。实验结果表明,基于Dirac基和DCT基构成的完备字典对信号leleccum进行稀疏分解时,与匹配追踪(MP)算法相比,该算法的计算速度提高了大约10倍。